Для изготовления качественных помольных шаров, компания Энергостил использует круглую заготовку, которая изготавливается из легированных марок стали согласно разработанным нами техническим условиям. Существует довольно большое количество различных механических характеристик металла, которые учитываются при производстве мелющих шаров. Большинство из них зависят от химического состава материала. Немаловажны и параметры технологического процесса термообработки металла. Измерение твердости металла готовой продукции (стальных помольных шаров) проводится чаще других испытаний, так как этот показатель является одним из основных параметров понимания термина “качество” мелющих тел. Рассмотрим особенности определения твердости подробнее.
Твердость – это устойчивость к пластической деформации или разрушению поверхностных слоев при оказании сильного давления.
Все методы определения твердости материалов (помольных шаров) можно разделить на несколько основных групп:
Статические. Подобные методы характеризуются тем, что нагрузка постепенно возрастает. Время выдержки может быть разным — все зависит от особенностей применяемого метода.
Динамические характеризуются тем, что нагрузка на образец подается с определенной кинетической энергией. При этом показатель твердости является менее точным, так как при динамической нагрузке возникает определенная отдача из-за упругости материала. Результаты подобных испытаний зачастую называют твердостью материалов при ударе.
Кинетические основаны на непрерывной регистрации показателей во время проведения испытаний, что позволяет получить не только конечный, но и промежуточный результат. Для этого применяется специальное оборудование.
Кроме этого, классификация методов определения твердости проводится по принципу приложенной нагрузки. Выделяют следующие способы испытания образца:
Вдавливание является на сегодняшний день наиболее распространенным способом определения рассматриваемого показателя.
При отскоке проводится замер того, как высоко боек отлетит от поверхности испытуемого образца. В данном случае просчет твердости проводится по показателю сопротивления упругой деформации. Методы подобного типа довольно часто применяются для контроля качества прокатных валиков и изделий с большими размерами.
Методы, основанные на царапании и резании, сегодня применяются крайне редко. Были они разработаны два столетия назад.
Наиболее популярные из применяемых на сегодняшний день методов измерения твердости шаров рассмотрим подробнее.
Измерение твердости по Роквеллу.
Для его проведения используется специальный прибор для измерения твердости, который позволяет создать две последовательные нагрузки, прилагаемые к поверхности образца. К особенностям проведения подобного теста можно отнести:
Сначала оказывается предварительная нагрузка, после чего добавляется вторая.
После выдержки под общей нагрузкой в течении 3-5 секунд вторая снимается, проводится замер глубины отпечатка, затем снимается предварительная нагрузка.
Измерение полученных данных проводится в условных единицах, которые равны осевому смещению индикатора на 0,002.
Определяется число твердости по Роквеллу по специальной шкале прибора.
Форма применяемого индикатора может существенно отличаться. Именно поэтому было введено несколько типов измерительных шкал, которые соответствуют определенной форме индикатора.
Для обозначения полученной величины применяется символ HRC (Hardness Rockwell). Именно методом Роквелла компания Энергостил проводит замеры показателей твердости произведенных мелющих шаров. Более детально об этом Вы можете посмотреть здесь (ссылка на статью как замерять твердость).
Измерение твердости по Бринеллю.
Чаще всего проводится измерение твердости по Бринеллю. Этот метод регламентирован ГОСТ 9012. К особенностям испытания металлов и сплавов подобным методом можно отнести следующие моменты:
В качестве тела, которое будет оказывать воздействие на испытуемый образец, используется стальной шарик. Для тестирования применяется шарик с определенным диаметром, который изготавливается из закаленной стали. К нему прилагается постоянно нарастающая нагрузка. Главным условием применения этого метода тестирования металлов и сплавов является то, что металл, из которого изготовлен шарик, должен быть более твердым, чем испытуемый образец. После завершения теста проводится измерение полученного отпечатка на поверхности. Данный способ позволяет получить данные в единицах НВ (Hardness Brinell). Именно это обозначение сегодня встречается чаще других в различной справочной документации.
Стоит учитывать, что по Бринеллю не рекомендуется тестировать стали и сплавы, твердость которых превышает значение 450HB.
Измерение твердости по Виккерсу.
Также выделяют метод измерения твердости по Виккерсу. Получил он распространение при определении твердости деталей и заготовок, которые имеют небольшую толщину. Кроме этого, он может применяться для измерения твердости деталей, имеющих поверхностный твердый слой. К особенностям этого способа тестирования образца можно отнести нижеприведенные моменты:
Применяется так называемый алмазный наконечник, который имеет форму пирамиды с четырьмя гранями и равными сторонами.
Выбирается определенное время выдержки.
После того, как снимается нагрузка, проводится измерение размеров диагоналей получившегося отпечатка и вычисляется среднее арифметическое значение.
Величина прилагаемой нагрузки регламентирована, может выбираться в зависимости от типа тестируемого материала.
Полученные результаты в ходе проведения исследований выражаются в единицах HV (Hardness Vickers).
В некоторых случаях после полученного значения указывается время выдержки и величина прилагаемой нагрузки, что позволяет с большей точностью определить значение твердости.
При выборе метода измерения твердости поверхности следует учитывать, что между полученными данными нет никакой связи. Другими словами, выполнить точный перевод одной единицы измерения в другую нельзя. Применяемые таблицы зависимости не имеют физического смысла, так как они эмпирические. Отсутствие зависимости также можно связать с тем, что при тестировании применяется разная нагрузка, различные формы наконечников.
Для быстрого и приблизительного перевода различных величин показателя твердости существуют специальные таблицы. Однако, обращаем Ваше внимание, что существующие таблицы следует применять с большой осторожностью, так как они дают только приблизительные результаты. В некоторых случаях рассматриваемый перевод может оказаться весьма точным, что связано с близкими физико-механическими свойствами испытуемых металлов.
Ниже приведем таблицу перевода различных величин твердости. Это как минимум поможет нашему читателю провести первичное сравнение необходимых показателей мелющих шаров, твердость которых была измерена разными методами:
| Твердость по шкале Роквелла, HRC | Твердость по шкале Бринелля, HВ | Твердость по шкале Виккерса, HV |
| 72,00 | 782,00 | 1 220,00 |
| 70,00 | 1 076,00 | |
| 69,00 | 744,00 | 1 004,00 |
| 68,00 | 942,00 | |
| 67,00 | 713,00 | 894,00 |
| 66,00 | 854,00 | |
| 65,00 | 683,00 | 820,00 |
| 64,00 | 789,00 | |
| 63,00 | 652,00 | 763,00 |
| 62,00 | 739,00 | |
| 61,00 | 627,00 | 715,00 |
| 60,00 | 695,00 | |
| 59,00 | 600,00 | 675,00 |
| 58,00 | 655,00 | |
| 57,00 | 578,00 | 636,00 |
| 56,00 | 617,00 | |
| 55,00 | 555,00 | 598,00 |
| 54,00 | 580,00 | |
| 54,00 | 532,00 | 562,00 |
| 52,00 | 512,00 | 545,00 |
| 51,00 | 495,00 | 528,00 |
| 50,00 | 513,00 | |
| 49,00 | 477,00 | 498,00 |
| 48,00 | 460,00 | 485,00 |
| 47,00 | 448,00 | 471,00 |
| 46,00 | 437,00 | 458,00 |
| 45,00 | 426,00 | 446,00 |
| 44,00 | 415,00 | 435,00 |
| 42,00 | 393,00 | 413,00 |
| 40,00 | 372,00 | 393,00 |
| 38,00 | 352,00 | 373,00 |
| 36,00 | 332,00 | 353,00 |
| 34,00 | 313,00 | 334,00 |
| 32,00 | 297,00 | 317,00 |
| 30,00 | 283,00 | 301,00 |
| 28,00 | 270,00 | 285,00 |
| 26,00 | 260,00 | 271,00 |
| 24,00 | 250,00 | 257,00 |
| 22,00 | 240,00 | 246,00 |
| 20,00 | 230,00 | 236,00 |
Также, обращаем Ваше внимание, что независимо каким методом производится замер твердости помольных шаров, очень важно правильно подготовить поверхность (площадку) для замера. Более детально об этом Вы можете ознакомиться здесь.
Надеемся, данная информация будет полезна для наших читателей. Раскрывая планы на недалекое будущее, хотим сказать, что мы планируем разместить на нашем сайте онлайн-калькулятор пересчета различных единиц твердости мелющих шаров. Об этом Вы будете проинформированы дополнительно.